(57)【要約】【課題】  変化する湿度環境下においてもユーザに特別な作業をさせることなく、吐出口近傍のインクの変化を起こりにくくして安定した吐出を行えるインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】  外気を取り込んで外気中の水分を取得し、その水分で吐出口近傍を加湿する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録信号に応じてインク液滴を吐出口から吐出して記録媒体に記録を行う記録ヘッドを用いたインクジェットプリンタにおいて、
外気中の水分を取得する水分取得手段と、
取得した水分を蓄積させる水分蓄積手段と、
蓄積した水分をプリンタ内で放出する水分放出手段からなる調湿機構を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
記録信号に応じてインク液滴を吐出口から吐出して記録媒体に記録を行う記録ヘッドを用いたインクジェットプリンタが、
外気中の水分を取得する工程と、
取得した水分を蓄積する工程と、
蓄積した水分をプリンタ内で放出することによって前記プリンタ内部を加湿する工程を有することを特徴とするインクジェットプリンタの記録動作時の環境制御方法。
【請求項３】
前記水分取得手段は吸湿部材を用いた除湿機構であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記水分取得手段はペルチェ素子を用いた除湿機構であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記水分蓄積手段は、前記水分取得手段の吸湿機構であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記水分取得手段は吸湿部材で被覆されたプリンタ内の発熱部位であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記水分放出手段からの水分の放出はプリンタの動作状態に基づいて制御することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタ記録動作時の環境制御方法。
【請求項８】
前記水分放出手段からの水分の放出は記録ヘッドの周辺の湿度に応じて制御することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタの記録動作時の環境制御方法。
【請求項９】
前記水分放出手段は前記吐出口近傍に具備されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットプリンタ及び環境制御方法に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、吐出口近傍のインクの乾燥を起こりにくくする技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
ドロップオンデマンド型のインクジェット記録方式は、インクを吐出する複数の吐出口を用い、印字データに基づいて前記の複数の吐出口を適宜使用することで記録を行う。この記録方式は、記録に必要な液滴だけを吐出させるので、記録に不要な吐出液の回収や処理のための特別な手段を設置する必要がなく、装置自体を簡略化、小型化することができ、吐出口から吐出されるインクの飛翔方向を制御する必要がないことや多色の記録が容易に行えることなどの利点がある。
【０００４】
一方でこの記録方式は、印字データによってはプリント中にインクを吐出しない時間の長くなる吐出口が存在する場合があり、そういった吐出口からはインクが正常に吐出しないことがある。この吐出不良は、環境条件によって変化することが知られている。実際高湿環境下ではこういった吐出不良は起こりにくい。
【０００５】
このような吐出不良を防止するための手段としては従来から様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２に見られるような吐出口近傍にインク溶媒の吸収保持体を設けることで吐出口近傍の空間の湿度を高める方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３３０６８２号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし前述の方法は消費される水の供給についての言及がないものや使用時に予め給水を要求するものであってプリンタの使用に際してユーザに加湿のための水に関して注意を払うことを強いる問題がある。
【０００７】
給排水のポートを設けて給水を自動的に行う構成も考えられるが、プリンタの設置場所が制限されるため望ましくない。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、プリンタ使用のたびに水の給水という作業をすることなく、変化する環境下においても吐出口の置かれた環境条件等に依存する吐出口近傍のインクの変化を起こりにくくして安定した吐出を行えるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明によれば、記録信号に応じてインク液滴を吐出口から吐出して記録媒体に記録を行う記録ヘッドを用いたプリンタにおいて、
外気を取り込んで外気中の水分を取得する水分取得手段と、
取得した水分を蓄積させる水分蓄積手段と、
蓄積した水分をプリンタ内で放出する水分放出手段からなる調湿機構を有することにより、上記目的を達成するものである。
【００１０】
請求項２の発明によれば、記録信号に応じてインク液滴を吐出口から吐出して記録媒体に記録を行う記録ヘッドを用いたプリンタが、
外気を取り込んで外気中の水分を取得する水分取得手段と、
取得した水分を蓄積させる水分蓄積手段と、
蓄積した水分をプリンタ内で放出する水分放出手段からなる調湿機構を用いて前記記録ヘッドの吐出口近傍を加湿することにより、上記目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかなように、本発明を用いることにより、プリンタ使用のたびに水の給水という作業をすることなく、変化する環境下においても、記録品位の低下や記録速度の低下を防ぎ、安定した吐出を行えるインクジェット記録装置が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１４】
図１は本発明を適用するのに好適なインクジェット記録装置の要部を示す構成概略図である。図１において、プリンタ１００にはガイドシャフト１０３が設置されており、該ガイドシャフト１０３に沿って移動するキャリッジ１０４に記録ヘッド（記録手段)１０５が搭載されている。記録ヘッドにはインクを吐出する複数の吐出口がある。前記記録ヘッド１０５としては種々の形態のものを使用することができ、例えば、インクタンクと別体の記録ユニットのみで構成されるもの、インクタンクと一体化された交換可能なカートリッジタイプのもの、さらには被記録材１０２の幅方向の全域または一部をカバーする長さのラインタイプのもの（不図示)であってもよい。記録ヘッドの吐出口近傍には水分放出手段１１０が設けられている。水分放出手段１１０は供給管１１２を介して水タンク１１３と接続している。また、記録ヘッドの吐出口近傍には湿度センサ１２１が、装置内には温度センサ１２２が取り付けられている。
【００１５】
図２は、本発明の代表的な実施形態であるインクジェットプリンタ制御部の機能構成を示すブロック図である。図２において、２０１は各種制御プログラムを実行させることにより装置全体を制御するＣＰＵである。また、２０２はこのプリンタを動作させるための制御プログラムやエラー処理プログラムなどを格納しているＲＯＭである。
【００１６】
ＣＰＵ２０１はプリンタのプリント駆動制御部２０３、調湿機構制御部２０４とデータのやり取りが可能に接続されている。
【００１７】
図３は調湿機構３００の構成を示すブロック図である。調湿機構３００はプリンタ外部の空気中から水分を取得する水分取得手段３０１と、水分取得手段によって得られた水分を蓄えておく水分蓄積手段３０２と、吐出口近傍に水分を放出することによって吐出口近傍を加湿する水分放出手段３０３からなる。各手段は図３で示される関係で水分をやり取りする。調湿機構３００によってプリンタは外気中の水分を吐出口近傍の加湿に利用できる。
【００１８】
図４は吸湿ロータを用いた乾式の除湿機構による水分取得手段の構成例である。この水分取得手段３０１は、回転する吸湿ロータ４０１とヒータ４０２およびファン４０３とからなり、プリンタ外部からの空気が矢印Ａ方向から吸湿ロータ４０１の上部を通過し、その際にロータ４０１によって水分が吸収されて矢印Ｂ方向に通過し、乾燥した空気をファンによって矢印Ｃ方向に送出してプリンタ外部へ戻す。一方、吸湿ロータ４０１の下部ではヒータ４０２によってロータ中の水分を除去し、高湿空気を結露させて水分蓄積手段に誘導する。前記高湿空気は高温のため、プリンタの設置されている環境においては容易に結露する。吸湿ロータ４０１は少なくとも表面が吸湿部材で構成されている。吸湿部材の特性としては吸湿特性のみではなく、高温での放湿特性も有することが望ましい。そのような吸湿部材としてはシリカゲルやゼオライト等が考えられる。
【００１９】
さらに、プリンタ動作中に発熱する部位とヒータ４０２とをヒートパイプ(不図示)で接続することにより、プリンタ内の廃熱を有効に活用することができる。
図５は水タンクという形態の水分蓄積手段の構成例である。水タンク１１３はタンク全体もしくはタンクの一部がタンク内の水位を目視で確認できるような材質でできている。さらに、着脱可能となっており、水タンク１１３をプリンタから取り外してタンク内に水を直接供給できるようにもなっている。すなわち水タンク１１３の水位が低いことをプリンタ使用者が気付いたときには使用者自ら水タンクに給水することが可能な構造にもなっている。また、水タンク１１３は、開口部５０１を持つ。開口部は漏斗状になっており、壁で結露できるようになっている。また、水位センサ５０２を有し、水タンク１１３の溢水を防止する溢水制御機能を有している。すなわち、水タンク１１３内の水位が所定値以上になった場合には、水分取得手段を停止させて水を発生させないようにする。 なお、溢水制御機能と類似の構成を備えることによって水タンク１１３の渇水の検知を行うことができる。すなわち、低水位センサ(不図示)を有し、水位が所定値以下になった場合に水タンク１１３内の水が不足していることが判断される。さらにその検知結果に基づいてプリンタ制御部を介して渇水をプリンタユーザに知らせたり、湿度検出を行わせてその結果に基づいてインクジェット記録ヘッドのメンテナンス操作を行う等の処理を行わせることも可能である。メンテナンス処理はドロップオンデマンド型のインクジェットプリンタで使用されている操作を使用すればよく、例えば予備吐を用いる場合は、その予備吐を行う時間間隔を短くしたり、予備吐を行う際の駆動回数を増やすといった処理を施せばよい。
【００２０】
溢水制御は、図６に示すフローチャートの手順で行われる。まず、水位が所定値Ｈ１以上であるか否かを判断する（Ｓ６１）。水位が所定値以上である場合（Ｓ６１：ＹＥＳ）は、水分取得手段を停止する（Ｓ６２）。
【００２１】
図７は水分放出手段７０１の構成例である。水分放出手段７０１までは水タンク１１３から供給管１１２を介して水が輸送される。供給管１１２内を多孔質部材で充填すれば、供給管形状が複雑化しても水が管内で切れることなく輸送ができる。また多孔質部材を用いることによって水タンク１１３内に混入したホコリ等の不純物を拘束する効果も併せ持つ。水分放出手段７０１は制御に応じて供給管１１２の記録ヘッド１０５側の端部開口部を開閉可能な機構であればどのような形態を取ることも可能である。例えばダイアフラム式バルブの機構を備え付ければよい。
【００２２】
図８は本発明の一実施例に則した水分放出手段の具体的な制御例を示す湿度制御のフローチャートである。プリンタが記録信号を受け取ると温度センサ１２２は温度検出を開始し、湿度センサ１２１は記録ヘッド１０５の周辺の湿度検出を開始し、その検出データを水分放出手段の制御部である調湿機構制御部２０４に伝達し、調湿機構制御部２０４において前記検出データと予めＲＯＭ２０２に記録してある最適湿度Ｈと温度Ｔとの関係を示すテーブルとを比較する（Ｓ８１〜Ｓ８３）。前記比較において、湿度センサ１２１により検出した記録ヘッド１０５の周辺の湿度が低い場合には水分放出手段７０１によって吐出口近傍を加湿し（Ｓ８４）、記録ヘッド１０５の周辺の湿度が高い場合には水分放出手段７０１は水分を放出せず（Ｓ８５）湿度センサ１２１は湿度の検出を継続する。これを前記記録装置での記録が終了するまで継続して行う。なお、本実施例ではプリンタが記録信号を受け取った後に湿度制御を開始する湿度制御のフローチャートを示したが、プリンタの電源を入れた直後から開始することや定期的に行うこともできる。
【実施例２】
【００２３】
実施例１では水分取得手段に吸湿ロータを用いた乾式の除湿機構を用いたが、ペルチェ素子を用いた除湿機構を用いてもよい。図９にペルチェ素子を用いた除湿機構の構成概略図を示す。なお、実施例１において説明した構成要素の中で除湿機構以外のものは説明を省略する。ペルチェ素子９０１を吸熱側のフィンユニット９０２と発熱側のフィンユニット９０３の伝熱板間にはさんで構成し、吸熱側のフィンユニットにファン９０４によって矢印方向に外気を流通させて冷却し、水分を結露させる。このときペルチェ素子９０１の放熱側のフィンユニット９０３を介して送風ファン９０５によって冷やすことで、ペルチェ素子９０１の吸熱側の冷却効率が上がり、その結果除湿効率が上げられる。
【実施例３】
【００２４】
実施例１では独立した水分取得手段と水分蓄積手段と水分放出手段を持つ調湿機構を用いたが、水分取得手段と水分蓄積手段と水分放出手段を同一の構成コンポーネントにした形態の調湿機構で目的を達成することも可能である。この調湿機構は実施例１の水分取得手段の吸湿ロータが水分蓄積手段と水分放出手段を兼用する形態をとる。なお、実施例１において説明した構成要素の中で調湿機構の水分蓄積手段と水分放出手段以外のものは説明を省略する。この調湿機構は、取得した水分を吸湿ロータに吸着させたままにしておき、吐出口近傍の加湿が必要なときに吸湿ロータを加熱して水分を放出させることによって目的を達成する。
【００２５】
実施例１と比較して、水分放出量に対する吐出口近傍の加湿効率低下が発生するが、結露させるための吸湿ロータ加熱に要するエネルギーや機構と水タンクといった装備が不要になるため調湿機構の簡素化が図れる。
【実施例４】
【００２６】
実施例３では調湿機構として実施例１の水分取得手段の調湿機構の吸湿ロータを用いたが、前記吸湿ロータの代わりに図９のペルチェ素子除湿機構の吸熱側のフィンユニット９０２を吸湿部材で被覆した形態の調湿機構によっても目的を達成することが可能である。
【００２７】
この場合、水分を取得するときはフィンユニット９０２を冷却してフィンユニット近傍の空気の温度を下げて相対湿度を積極的に高めることによって水分の吸着を促進させ、水分を放出するときは不図示の回路によってペルチェ素子の電流の流れる方向を反転させ、フィンユニット９０２の温度を上昇させる。
【００２８】
実施例１と比較して、水分放出量に対する吐出口近傍の加湿効率低下が発生するが、結露させるための機構と水タンクといった装備が不要になるため調湿機構の簡素化が図れる。
【実施例５】
【００２９】
実施例３では調湿機構として実施例１の水分取得手段の調湿機構の吸湿ロータを用いたが、前記吸湿ロータの代わりにプリンタの動作時に発熱する部位に吸湿部材を被覆する調湿機構の形態をとっても部分的に目的は達成される。
【００３０】
この場合、プリンタの非動作時には水分が吸湿部材に吸着され、プリンタ動作時は吸湿部材が被覆されている箇所の温度が上昇し水分が放出されることによって加湿する。実施例３と比較して吐出口近傍の加湿効率低下が発生するが、吸湿部材の加熱制御機構や、環境の検知に関連する機構といった装備が不要になるため調湿機構のより一層の簡素化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用するインクジェットプリンタの要部構成を例示する模式図である。
【図２】本発明を適用するインクジェットプリンタ制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用するインクジェットプリンタの調湿機構の構成を示すブロック図である。
【図４】吸湿ロータを用いた乾式の除湿機構による水分取得手段の構成概略図である。
【図５】水タンクの構成概略図である。
【図６】溢水制御のフローチャート。
【図７】水分放出手段の構成概略図である。
【図８】水分放出手段制御のフローチャート。
【図９】ペルチェ素子を用いた除湿機構による水分取得手段の構成概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  プリンタ
１０２  被記録材
１０３  ガイドシャフト
１０４  キャリッジ
１０５  記録ヘッド
１１０  水分放出手段
１１２  供給管
１１３  水タンク
１２１  湿度センサ
１２２  温度センサ
２０１  ＣＰＵ
２０２  ＲＯＭ
２０３  プリント駆動制御部
２０４  調湿機構制御部
３００  調湿機構
３０１  水分取得手段
３０２  水分蓄積手段
３０３  水分放出手段
４０１  吸湿ロータ
４０２  ヒータ
４０３  ファン
５０１  開口部
５０２  水位センサ
７０１  水分放出手段
９０１  ペルチェ素子
９０２  吸熱側のフィンユニット
９０３  放熱側のフィンユニット
９０４  ファン
９０５  送風ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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